冲击载荷作用下泡沫铝材料模型的参数研究

《冲击载荷作用下泡沫铝材料模型的参数研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2008年10月强度与环境Oct.2008第35卷第5期STRUCTURE&ENVIRONMENTENGINEERINGVol.35,No.5冲击载荷作用下泡沫铝材料模型的参数研究12111朱江辉王志华王富生王安强岳珠峰（1西北工业大学工程力学系西安710072；2太原理工大学应用力学所太原030024）摘要：通过霍布金森杆冲击试验，研究将修改后的Liu与Subhash关于聚合物泡沫的本构模型应用于泡沫铝材料的可行性，对不同相对密度下的材料模型参数进行拟合，并研究参数变化对应力应变关系的影响。结果显示：该本构模型可以应用于泡沫

2、铝材料模型的研究；材料相对密度和模型参数变化对应力应变关系影响比较大；拟合曲线和试验曲线基本吻合，拟合得到的参数值对工程具有一定的参考价值。关键词：泡沫铝；聚合物泡沫；本构模型；材料参数；冲击载荷中图分类号：O347文献标识码：A文章编号：1006-3919(2008)05-0043-06Parameterstudyonmaterialmodelofaluminiumfoamsunderimpactload12111ZHUJiang-huiWANGZhi-huaWANGFu-shengWANGAn-qiangYUEZhu-fe

3、ng(1MechanicsofEngineering,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,China;2Instituteofappliedmechanics,TaiYuanUniversityoftechnology,TaiYuan030024,China)Abstract:ByHopkinsonbarimpacttest,thefeasibilitystudyonapplicationofconstitutivemodelaboutpolymericfoamspr

4、oposedbyLiuandSubhasharemodifiedtoAluminumFoamsispresented.Theparametervaluesofthismodelfordifferentrelativedensitiesarefit.Inaddition,theinfluenceofparametervarietyonstressandstrainrelationshipisstudied.Itisshowedthatthisconstitutivemodelcanbeappliedtomaterialmodel

5、studyofaluminumfoams;thevarietyinfluenceofrelativedensityandmodelparameteronstressandstrainrelationshipismorelarge;Fittingcurveisveryaccordtotestcurveandtheparametervaluesbyfittinghassomereferencetoproject.Keywords:aluminumfoams;polymericfoams;constitutivemodel;mate

6、rialparameter;impactload1引言多孔金属泡沫材料是一种新型功能材料，具有减震、阻尼、吸音、隔音、隔热、强度增强收稿日期：2008-04-29;修回日期：2008-09-01基金项目：国家自然科学基金（10472094）；博士点基金（N6CJ0001）作者简介：朱江辉（1985-），男，硕士研究生，研究方向：先进材料力学性能分析及结构优化设计；（710072）西北工业大学410信箱.44强度与环境2008年和电磁屏蔽等物理性能。泡沫铝属于多孔金属泡沫材料的一种，是研究最为成熟的一种多孔金属泡沫材料。国外对于

7、泡沫铝的研究已经近五十年之久，相对而言国内起步较晚。[1]在泡沫铝材料本构模型的研究中，A.G.Hanssen等建立了泡沫铝在单轴受压或静水压力下的应变强化模型，并描述了多泡材料相对密度和屈服应力对应力应变关系的影响，但没有涉及[2]应变率的影响。Paul和Ramamurty通过准静态压缩试验对闭孔泡沫铝的应变率敏感性研究时发现，闭孔泡沫铝的塑性应力随着名义应变率的对数值呈双线性增长，应变率敏感性随着应变[3]率和应变的增加而增长。潘艺、胡时胜等人采用分离式霍布金森压杆试验研究泡沫铝的动态3-1压缩时发现，当应变率在10s左右

8、时，应变率对泡沫铝材料的动态应力应变曲线有显著的影响，并且流动应力随着应变率的增加而增加，故应变率对建立泡沫铝的本构模型具有显著影响。直接建立泡沫铝的本构模型是极其复杂的，因此许多学者常依据试验结果将其它材料的本构模[4][5]型运用其上，然后证明其可行性。王二恒等将Chen